Με την αυξανόμενη ζήτηση για μεγάλης κλίμακας υπηρεσίες cloud και αποθήκευση και επεξεργασία κέντρων δεδομένων, τα συστήματα κέντρων δεδομένων γίνονται όλο και πιο αποκεντρωμένα και ως εκ τούτου δυσκολότερα στη διαχείριση. Επιπλέον, εφαρμογές όπως η τεχνητή νοημοσύνη (AI) χρειάζονται επειγόντως αρχιτεκτονικές δικτύου χαμηλής καθυστέρησης και υψηλού εύρους ζώνης για να χειριστούν τις μεγάλες απαιτήσεις εισόδου/εξόδου από μηχανή σε μηχανή (I/O) που δημιουργούνται μεταξύ των διακομιστών. Για να διασφαλιστεί ότι αυτές οι εφαρμογές μπορούν να υλοποιηθούν, η μέγιστη απόσταση μετάδοσης μεταξύ αυτών των κατανεμημένων κέντρων δεδομένων πρέπει να περιοριστεί σε περίπου 100 χιλιόμετρα. Επομένως, αυτά τα κέντρα δεδομένων πρέπει να συνδέονται σε συμπλέγματα. Προκειμένου να διασφαλιστεί η διασύνδεση μεταξύ κέντρων δεδομένων υψηλού εύρους ζώνης και υψηλής πυκνότητας, γεννήθηκε το 400ZR. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στην εισαγωγή του ορισμού, της επιρροής και της τάσης ανάπτυξης του 400ZR.
Τι είναι το 400ZR;
Το 400ZR είναι μια προδιαγραφή που ορίζεται από το Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) που ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ένα συνδυασμό πολυπλεξίας διαίρεσης πυκνού μήκους κύματος (DWDM) και διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης για τη μετάδοση 400 g σε 80km συνδέσεων διασύνδεσης κέντρου δεδομένων (DCI). Στόχος είναι να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη και σταθερή εφαρμογή με βάση έναν μόνο φορέα 400G. Αυτός ο μεμονωμένος φορέας χρησιμοποιεί πολυπλεξία σύνθετης πόλωσης με την 16-διαμόρφωση ορθογώνιου πλάτους επιπέδου (dp-16qam) με ρυθμό 60 Gbaud.
400GΤο ZR παρουσιάζει μια μοναδική και προηγμένη συνεκτική τεχνολογία που οδηγεί μια λύση μετάδοσης δεδομένων υψηλής χωρητικότητας. Είναι μικρό, συμπαγές, εν θερμώ και μπορεί να συνδυαστεί με θύρες μεταγωγής 400GE. Αν και οι εξωτερικές διαστάσεις της μονάδας δεν καθορίζονται στο IA (Πρωτόκολλο Εφαρμογής), το οπτικό φόρουμ Διαδικτύου OIF έχει ορίσει τις διαστάσεις της μονάδας για να προσαρμόζεται στη λύση 400G. Επιπλέον, το σώμα πρωτοκόλλου πολλαπλών πηγών (MSA) έχει ορίσει οπτικές μονάδες των τύπων ενθυλάκωσης QSFP-DD και OSFP, οι οποίες μπορούν να διασυνδεθούν. Με άλλα λόγια, δεδομένου ότι ο OIF και η MSA είναι οργανισμοί σε ολόκληρη τη βιομηχανία, η συμβατή στο εμπόριο λύση 400ZR θα είναι επίσης διαλειτουργική. Η διαλειτουργικότητα της λύσης 400ZR φέρνει επίσης τα διπλά οφέλη της απλούστευσης της διαχείρισης και της ανάπτυξης της εφοδιαστικής αλυσίδας.
Το συνεκτικό σχήμα 400ZR με δυνατότητα hot-pluggable υποστηρίζει μόνο διασυνδέσεις Ethernet 400G και διασυνδέσεις πολλών προμηθευτών. Δεν είναι κατάλληλο για μεταδόσεις επόμενης γενιάς 400G MAN άνω των 80 χλμ. Σε αυτήν την περίπτωση, προτείνεται το πρότυπο 400ZR+ (400G ZR+), το οποίο υπόσχεται περαιτέρω βελτίωση της αρθρωτής λειτουργίας υποστηρίζοντας μια ποικιλία χωρητικοτήτων καναλιών με βάση τις απαιτήσεις κάλυψης και τη συμβατότητα με καθιερωμένες υποδομές MAN.
Ποιος θα είναι ο αντίκτυπος του 400ZR;
Παρόλο που η τεχνολογία 400ZR είναι ακόμη στα σπάργανα, θα έχει σημαντικό αντίκτυπο σε τρεις βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των πολύ μεγάλων κέντρων δεδομένων, των κατανεμημένων δικτύων πανεπιστημιουπόλεων και των δικτύων μητροπολιτικών περιοχών και των παρόχων τηλεπικοινωνιών.
1. Το 400ZR βοηθά το cloud computing και τα πολύ μεγάλα κέντρα δεδομένων να προσαρμοστούν στην αυξανόμενη ζήτηση για υψηλό εύρος ζώνης
Οι διασυνδέσεις κέντρων δεδομένων και η ανάπτυξη του 400ZR μπορούν να βοηθήσουν το cloud computing και τα πολύ μεγάλα κέντρα δεδομένων να προσαρμοστούν στην αυξανόμενη ζήτηση για υψηλό εύρος ζώνης στο δίκτυο. Μπορούν να αντιμετωπίσουν την εκθετική ανάπτυξη εφαρμογών όπως οι υπηρεσίες cloud, οι συσκευές Internet-of-things και η ροή βίντεο. Με την πάροδο του χρόνου, το400 γραμμάρια ZRθα συμβάλει περισσότερο στον αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών και χρηστών σε όλο το δίκτυο.
2. Το 400ZR θα υποστηρίζει τη συνδεσιμότητα των κατανεμημένων κέντρων δεδομένων
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η τεχνολογία 400ZR θα υποστηρίζει διασυνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης για τη σύνδεση κατανεμημένων κέντρων δεδομένων. Μέσω αυτής της σύνδεσης, τα κατανεμημένα κέντρα δεδομένων μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, να μοιράζονται δεδομένα, να εξισορροπούν τους φόρτους εργασίας, να παρέχουν αντίγραφα ασφαλείας και να επεκτείνουν τη χωρητικότητα του κέντρου δεδομένων όταν χρειάζεται.
3. Το 400ZR θα επιτρέψει στις εταιρείες τηλεπικοινωνιών να στέλνουν πίσω οικιακή κίνηση
Το πρότυπο 400G ZR θα επιτρέψει στις εταιρείες τηλεπικοινωνιών να στέλνουν πίσω οικιακή κίνηση. Όταν λειτουργεί στα 200Gb/s, το 400ZR μπορεί να αυξήσει το εύρος εκπομπών υψηλής απώλειας χρησιμοποιώντας διαμόρφωση καρδιάς 64Gbaud και QPSK. Για δίκτυα 5G, το 400G ZR μπορεί να παρέχει κινητά backhaul συγκεντρώνοντας πολλαπλές συνδέσεις 25 Gb/s, κάτι που συμβάλλει περισσότερο στην προώθηση της επέκτασης της αναδυόμενης αγοράς δικτύων 5G και του εύρους εφαρμογών.
4. 400ZR+/400ZR- θα προσφέρει περισσότερη άνεση πέρα από 400ZR
Εκτός από τη διαλειτουργικότητά του με άλλες μονάδες, το 400ZR αναμένεται να υποστηρίζει πρόσθετους τρόπους λειτουργίας, γνωστούς ως 400ZR+ και 400ZR-, για να αυξήσει το εύρος των διευθυνσιοδοτούμενων εφαρμογών. Το "+" υποδηλώνει ότι η κατανάλωση ενέργειας της μονάδας υπερβαίνει τα 15 W που απαιτούνται από το IA και ορισμένες συνδεόμενες συσκευές, επιτρέποντας στη μονάδα να εκπέμπει σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων χρησιμοποιώντας πιο ισχυρές τεχνολογίες επεξεργασίας σήματος. Το "-" σημαίνει ότι η μονάδα μπορεί να υποστηρίξει λειτουργίες χαμηλού ρυθμού όπως 300G, 200G και 100G, παρέχοντας μεγαλύτερη ευελιξία και ευκολία στους χειριστές δικτύου.
Πόσο θα διαρκέσει η θερμότητα 400ZR;
Σύμφωνα με τον επικεφαλής τεχνολογίας του 2019 OFC, ένα δείγμα προϊόντος 400ZR αναμένεται να εμφανιστεί στο OFC του 2020. Στη σύνοδο κορυφής του κέντρου δεδομένων OFC το 2019, η Google, η Microsoft και άλλοι κολοσσοί του κλάδου ανακοίνωσαν σχέδια για ανάπτυξη του 400ZR μέσα στα επόμενα δύο χρόνια.
Επιπλέον, στο 2021-2024, η ανάπτυξη της τεχνολογίας 400ZR θα φέρει μεγάλη ζήτηση για μονάδες φωτός. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τις πωλήσεις τουΟπτικές μονάδες DWDMστην αγορά με υψηλή ταχύτητα (πάνω από 100G) και χαμηλή ταχύτητα (κάτω από 100G). Όπως φαίνεται από τον πίνακα, ο αριθμός των οπτικών μονάδων που χρησιμοποιούνται στο cloud computing ή στη διασύνδεση μεγάλων κέντρων δεδομένων θα αυξηθεί από το 2021 έως το 2024. Με άλλα λόγια, από το 2021, το 400ZR θα οδηγήσει στην αυξανόμενη ζήτηση για μονάδες φωτός.
Επιπλέον, με την εφαρμογή του πρώτου σειριακού/αποξηραντή 100 Gbps σε ένα τσιπ μεταγωγής το 2021, ο ρυθμός μεταφοράς που απαιτείται για την οπτική διεπαφή θα μετατοπιστεί στα 800 Gbps τα επόμενα 1-2 χρόνια. Οι διαστάσεις του OSFP έχουν οριστεί για να υποστηρίζουν ρυθμό 8x100GE χωρίς αλλαγή του τύπου ενθυλάκωσης της οπτικής μονάδας. Ταυτόχρονα, τα συνεκτικά οπτικά στοιχεία γραμμής θα μεταβούν στην υποστήριξη 128 GBaud 16QAM στον ίδιο χρόνο, καθιστώντας εύκολη την αναβάθμιση από το τρέχον 400ZR στην επόμενη γενιά 800ZR. Επομένως, το 400ZR είναι ζωτικής σημασίας τόσο για την τρέχουσα όσο και για τη μελλοντική ανάπτυξη δικτύου.
